Dans la production de revêtements industriels à base d’eau, d’encres et de pâtes pigmentaires (concentrés), les formulateurs sont souvent confrontés à des défis persistants:Faible efficacité de broyage, viscosité excessive et sédimentation sévère pendant le stockage............................... Une idée fausse commune dans la formulation des pâtes de pigment est que" l’ajout de plus de dispersants rend la dispersion de pigment plus rapide et meilleure."

En réalité, la relation entre le dosage du dispersant et la viscosité dans un système de moulage à base suit un schéma distinct."U-Shaped" courbe....... Trouver le " exact;sweet spot"— le minimum de viscosité — est crucial pour obtenir une efficacité de fraisage maximale, une résistance de couleur supérieure et des coûts de matières premières inférieurs.

1. Le "U-Shaped" courbe de viscosité expliquée

Lorsque la charge de dispersant augmente, la viscosité d’un concentré de pigment suit un comportement prévisible en trois étapes:Chute initiale$\longrightarrow$Point le plus bas (Dosage Optimal)$\longrightarrow$rebond.

1. Sous-dosé (sous Saturation)

• État microscopique:les Pigments ont de grandes surfaces et un dispersant insuffisant laisse les surfaces pigmentaires exposées. De fortes forces d’attraction de Van der Waals dominent, provoquant la re-agglomération et la floculation des particules de pigment.

• Comportement macroscopique: le frottement inter-particule élevé entraîneViscosité élevée et faible fluidité....... Le broyage devient difficile, la réduction de la taille des particules s’arrête, la force de la couleur est sous-développée et la pâte se dépose rapidement pendant l’entreposage.

2. Dosage optimal (Adsorption saturée/viscosité minimale)

• État microscopique: les groupes d’ancrage du dispersant se lient fermement à la surface du pigment, tandis que les chaînes de polymères solvatés s’étendent entièrement dans le milieu aqueux. Ceci établit un robusteDouble mécanisme d’entrave stérique et de répulsion électrostatique, réalisant une défloculation complète.

• Comportement macroscopique: le frottement inter-particule tombe au minimum, atteignant laViscosité la plus basse du système.

•  Processus Point Optimal: l’efficacité de fraisage atteint son maximum avec une consommation d’énergie minimale. La charge de pigment peut être maximisée tout en obtenant une transparence optimale, un brillant, un développement de couleur et une stabilité de conservation à long terme.

3. Surdosage (dépassement de la Saturation)

• État microscopique: les surfaces pigmentaires sont complètement saturées. Les molécules dispersantes en excès flottent librement dans la phase aqueuse:

• Les chaînes de polymères libres peuvent causerPont floculationEntre les particules voisines.

• Les segments polaires non liés forment des liaisons d’hydrogène avec le milieu, ce qui augmente la concentration de polymères libres dans la phase liquide.

• Comportement macroscopique: Rebondissements et surtensions de viscosité....... De plus, les molécules dispersantes non liées nuisent à la résistance à l’eau, à la brillance plus faible, au piège de la mousse et à l’inondation des couleurs dans les peintures multipigmentées, tout en gonflant inutilement les coûts de la formule.

2. Comportement d’adsorption des pigments: organique vs. inorganique

Différents types de pigments présentent des capacités d’adsorption radicalement différentes pour les dispersants:

• Noir de carbone & Pigments organiques de Surface élevée(par exemple, bleu Phthalo, rouge Azo):

  Présentant des surfaces massives et des sites d’adsorption abondants, leurs courbes de viscosité présentent uneVallée très étroite....... Un léger sous-dosage conduit à une viscosité élevée, tandis qu’un petit surdosage déclenche un fort rebond de viscosité.

• Dioxyde de titane (TiO2) & oxydes de fer (Pigments inorganiques):

  Ayant des surfaces plus petites et des valeurs d’absorption d’huile plus faibles, leurs courbes de viscosité sont relativement plates. La fenêtre de tolérance est plus large, ce qui nécessite des rapports dispersants/pigments nettement plus faibles (DOP%).

3. Détermination pratique: méthode du Point d’écoulement de Daniel

Pour déterminer avec précision le dosage optimal de dispersant en laboratoire, les formulateurs utilisent leEssai de Point d’écoulement de Daniel:

1. Préparation de la série gradient: fixer le rapport entre le pigment et le solvant (eau) et établir 5 à 7 gradients de dosage du dispersant (10 à 30% de dispersant actif sur le poids du pigment pour les pigments organiques).

2. Dispersion à haut cisaillement et mesure: disperser chaque échantillon sous des vitesses et des durées de cisaillement identiques. Mesurer la viscosité de chaque concentré à l’aide d’un viscosimètre rotatif.

3. Tracer la courbedosage du dispersant sur l’axe des abscisses et viscosité sur l’axe des ordonnées.Le point le plus bas de la courbeReprésente la charge théorique optimale de dispersant pour ce système spécifique de pigment.

 Piège commun de Formulation

" ajoutant le dispersant supplémentaire juste pour être sûr."

Erreur!!!!!Le surdosage n’améliore pas la stabilité de la dispersion. Au lieu de cela, il ralentit le broyage, augmente la viscosité et cause des problèmes de compatibilité avec les émulsions de résine dans les formulations de peinture finale, ce qui entraîne des cratères et une mauvaise adhérence au recoat.

4. Solutions avancées de Dispersant polymère

Pour des concentrés de pigments à base d’eau sans résine et contenant de la résine,Ruike chimiqueFournit des solutions dispersantes polymères hautes performances conçues pour optimiser les points d’écoulement:

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5. Résumé & demande d’échantillon gratuit

Comprendre la courbe dosage/viscosité est la clé pour éliminer les défauts de meulage, réduire les coûts des matières premières et maximiser la charge de pigment. En déterminant le point d’écoulement optimal exact, les formulateurs peuvent atteindre une efficacité de dispersion de premier niveau à la viscosité la plus faible possible.

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